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综合题突破一　工艺流程与物质结构综合题
命题角度1 以物质制备为主体的工艺流程题
1.(2023·广东卷)Ni、Co均是重要的战略性金属。从处理后的矿石硝酸浸取液(含Ni2＋、Co2＋、Al3＋、Mg2＋)中，利用氨浸工艺可提取Ni、Co，并获得高附加值化工产品。工艺流程如下：
已知：氨性溶液由NH3·H2O、(NH4)2SO3和(NH4)2CO3配制。常温下，Ni2＋、Co2＋、Co3＋与NH3形成可溶于水的配离子：lgKb(NH3·H2O)＝－4.7；Co(OH)2易被空气氧化为Co(OH)3；部分氢氧化物的Ksp如下表。
氢氧化物 Co(OH)2 Co(OH)3 Ni(OH)2 Al(OH)3 Mg(OH)2
Ksp 5.9×10－15 1.6×10－44 5.5×10－16 1.3×10－33 5.6×10－12
回答下列问题：
(1)活性MgO可与水反应，化学方程式为_________________________________
__________________________________________________________________。
(2)常温下，pH＝9.9的氨性溶液中，c(NH3·H2O)________c(NH) (填“>”“<”或“＝”)。
(3)“氨浸”时，由Co(OH)3转化为[Co(NH3)6]2＋的离子方程式为__________________________________________________________________。
(4)(NH4)2CO3会使滤泥中的一种胶状物质转化为疏松分布的棒状颗粒物。滤渣的X射线衍射图谱中，出现了NH4Al(OH)2CO3的明锐衍射峰。
①NH4Al(OH)2CO3属于________(填“晶体”或“非晶体”)。
②(NH4)2CO3提高了Ni、Co的浸取速率，其原因是____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(5)①“析晶”过程中通入的酸性气体A为_______________________________。
②由CoCl2可制备AlxCoOy晶体，其立方晶胞如图。Al与O最小间距大于Co与O最小间距，x、y为整数，则Co在晶胞中的位置为________；晶体中一个Al周围与其最近的O的个数为________。
(6)①“结晶纯化”过程中，没有引入新物质。晶体A含6个结晶水，则所得HNO3溶液中n(HNO3)与n(H2O)的比值，理论上最高为________。
②“热解”对于从矿石提取Ni、Co工艺的意义，在于可重复利用HNO3和________(填化学式)。
命题角度　2 以分离、提纯为主体的工艺流程题
2.(2022·广东卷)稀土(RE)包括镧、钇等元素，是高科技发展的关键支撑。我国南方特有的稀土矿可用离子交换法处理，一种从该类矿(含铁、铝等元素)中提取稀土的工艺如下：
已知：月桂酸(C11H23COOH)的熔点为44 ℃；月桂酸和(C11H23COO)3RE均难溶于水。该工艺条件下，稀土离子保持＋3价不变；(C11H23COO)2Mg的Ksp＝1.8×10－8，Al(OH)3开始溶解时的pH为8.8；有关金属离子沉淀的相关pH见下表。
离子 Mg2＋ Fe3＋ Al3＋ RE3＋
开始沉淀时的pH 8.8 1.5 3.6 6.2～7.4
沉淀完全时的pH / 3.2 4.7 /
(1)“氧化调pH”中，化合价有变化的金属离子是__________。
(2)“过滤1”前，用NaOH溶液调pH至__________的范围内，该过程中Al3＋发生反应的离子方程式为______________________________________________。
(3)“过滤2”后，滤饼中检测不到Mg元素，滤液2中Mg2＋浓度为2.7 g·L－1。为尽可能多地提取RE3＋，可提高月桂酸钠的加入量，但应确保“过滤2”前的溶液中c(C11H23COO－)低于__________ mol·L－1(保留两位有效数字)。
(4)①“加热搅拌”有利于加快RE3＋溶出、提高产率，其原因是___________________________________________________________________。
②“操作X”的过程为先________，再固液分离。
(5)该工艺中，可再生循环利用的物质有__________(写化学式)。
(6)稀土元素钇(Y)可用于制备高活性的合金类催化剂Pt3Y。
①还原YCl3和PtCl4熔融盐制备Pt3Y时，生成1 mol Pt3Y转移__________ mol电子。
②Pt3Y/C用作氢氧燃料电池电极材料时，能在碱性溶液中高效催化O2的还原，发生的电极反应为______________________________________________。
命题热点一　流程中物质的处理、转化与跟踪
题空1 原料的预处理
【必备知识】
方法 目的 解题指导
粉碎、 研磨 将块状或颗粒状的物质磨成粉末 增大反应物接触面积，以加快反应速率或使反应更充分，也是提高“浸出率”的方法之一
浸取 水浸 与水接触反应或溶解 (1)加热、搅拌、适当提高酸(或碱)浓度，可以加快浸出速率；增加浸出时间可使样品充分溶解，可提高浸出率 (2)酸溶时所加酸的量不能太多 ①过量的酸可消耗后续调节pH所加的碱性试剂 ②如果实验过程有硫化物，酸过量会形成有毒气体硫化氢
酸浸 与酸接触反应或溶解，使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去
碱浸 除去油污，溶解酸性氧化物、铝及其氧化物
灼烧 (焙烧) 1.除去可燃性杂质 2.使原料初步转化 ①除去硫、碳单质 ②使有机物转化或除去有机物 ③高温下原料与空气中氧气反应等 ④使一些杂质在高温下氧化、分解，如煅烧高岭土
【对点集训】
1.预处理
(1)粉碎(研磨)(全国卷)下图以废铁屑为原料制备聚合硫酸铁(PFS) 的一种工艺流程如图：
粉碎过筛的目的是__________________________________________________，
酸浸时最合适的酸是________________________________________________。
(2)焙烧(全国卷)一种以闪锌矿(ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质)为原料制备金属锌的流程如图：
①焙烧过程中主要反应的化学方程式为______________________________
______________________________________________________________。
②滤渣1的主要成分除SiO2外还有_____________________________________。
2.溶浸
(1)酸浸(2020·全国卷Ⅰ)钒具有广泛用途。黏土钒矿中，钒以＋3、＋4、＋5价的化合物存在，还包括钾、镁的铝硅酸盐，以及SiO2、Fe3O4。采用由黏土钒矿制备NH4VO3的工艺流程如图：
回答下列问题：
Ⅰ.“酸浸氧化”需要加热，其原因是__________________________________
__________________________________________________________________。
Ⅱ.“酸浸氧化”中，VO＋和VO2＋被氧化成VO，同时还有____________离子被氧化。
(2)碱浸(全国卷)某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物，还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体(NiSO4·7H2O)：
“碱浸”中NaOH的两个作用分别是________________________________
____________________________________________________________。
为回收金属，用稀硫酸将“滤液①”调为中性，生成沉淀。写出该反应的离子方程式_________________________________________________________
_____________________________________________________________。
(3)盐浸(全国卷)一种以硼镁矿(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如图：
在95 ℃“溶浸”硼镁矿粉，产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式为____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________，
“滤渣1”的主要成分有__________________________________________。
题空2 物质成分的跟踪与确定
【必备知识】
1.滤渣的确定
2.循环物质的确定
【对点集训】
滤渣及循环物质的确定
(2021·全国乙卷)磁选后的炼铁高钛炉渣，主要成分有TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、CaO以及少量的Fe2O3。为节约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。
该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表：
金属离子 Fe3＋ Al3＋ Mg2＋ Ca2＋
开始沉淀的pH 2.2 3.5 9.5 12.4
沉淀完全(c＝1.0×10－5 mol·L－1)的pH 3.2 4.7 11.1 13.8
回答下列问题：
(1)“水浸”后“滤液”的pH约为2.0，在“分步沉淀”时用氨水逐步调节pH至11.6，依次析出的金属离子是____________。
(2)“水浸渣”在160 ℃“酸溶”，最适合的酸是____________。“酸溶渣”的成分是____________、____________。
(3)将“母液①”和“母液②”混合，吸收尾气，经处理得____________，循环利用。
题空3 核心反应
【必备知识】
热门试剂——NH4HCO3
部分＋2价金属离子的沉淀剂
(1)原理分析
M2＋＋2HCO===MCO3↓＋H2O＋CO2↑
(2)注意问题
使用碳酸氢铵(NH4HCO3)作为试剂时，温度低反应速率过慢，温度过高NH4HCO3分解，使其他反应物的转化率下降： NH4HCO3===NH3↑＋H2O＋CO2↑。
【对点集训】
1.高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制备，工艺如图所示。回答下列问题：
写出“沉锰”的离子方程式___________________________________________
___________________________________________________________________。
2.(2021·全国甲卷)碘(紫黑色固体，微溶于水)及其化合物广泛用于医药、染料等方面。回答下列问题：
(1)I2的一种制备方法如下图所示：
①加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为______________________________
__________________________________________________________________，
生成的沉淀与硝酸反应，生成____________后可循环使用。
②通入Cl2的过程中，若氧化产物只有一种，反应的化学方程式为_________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
(2)以NaIO3为原料制备I2的方法是：先向NaIO3溶液中加入计量的NaHSO3，生成碘化物；再向混合溶液中加入NaIO3溶液，反应得到I2。上述制备I2的总反应的离子方程式为_____________________________________________________
___________________________________________________________________。
命题热点二　流程中的操作及条件控制
题空1 物质的分离与提纯
【必备知识】
1.杂质汇总
试题来源 陌生物质 所含杂质 增加难度杂质 产品
2020·全国卷Ⅰ V的＋3、＋4、＋5价化合物 Fe3O4、SiO2 K、Mg铝硅酸盐 NH4VO3
2020·全国卷Ⅲ 镍及氧化物 Al、Fe及氧化物 NiSO4·7H2O
2019·全国卷Ⅰ Mg2B2O5·H2O Al2O3、Fe2O3、SiO2 MgO、H3BO3
2019·全国卷Ⅲ MnO2(MnS) Al、Fe、Si Mg、Zn、Ni MnSO4
2.除杂原理
(1)地壳中含量居前四位的元素为O、Si、Al、Fe，故矿石中一般含有SiO2、Al2O3、FexOy杂质。
(2)SiO2为酸性氧化物，Al2O3两性氧化物，FeO、Fe2O3碱性氧化物。
(3)加H2SO4溶解时，发生反应：
Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O、
Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O、
FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O；
SiO2为滤渣；还可能有CaSO4、PbSO4滤渣。
(4)加NaOH溶解时，发生反应：
SiO2＋2OH－===SiO＋H2O、
Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O；
FeO、Fe2O3为滤渣。
(5)加Na2CO3(对应关系：Na2CO3—2NaOH)高温熔融时，发生反应：
SiO2＋Na2CO3===Na2SiO3＋CO2↑、
Al2O3＋Na2CO3===2NaAlO2＋CO2↑。
3.除杂思路
4.规范答题
洗涤晶体 洗涤试剂 适用范围 目的
蒸馏水 冷水 产物不溶于水 除去固体表面吸附着的××杂质；可适当降低固体因为溶解而造成的损失
热水 有特殊的物质其溶解度随着温度升高而下降 除去固体表面吸附着的××杂质；可适当降低固体因为温度变化溶解而造成的损失
有机溶剂(酒精、丙酮等) 固体易溶于水、难溶于有机溶剂 减少固体溶解；利用有机溶剂的挥发性除去固体表面的水分，产品易干燥
饱和溶液 对纯度要求不高的产品 减少固体溶解
酸、碱溶液 产物不溶于酸、碱 除去固体表面吸附着的可溶于酸、碱的杂质；减少固体溶解
洗涤沉淀方法：向过滤器中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复以上操作2～3次
5.创新考查——萃取与反萃取
(1)萃取原理：萃取则是利用物质性质由一个液相转移到另一个液相的分离方法。萃取的作用是： 从矿石的浸出液中，提取和富集有价金属，分离化学性质相近的金属离子。
(2)萃取步骤：萃取的操作步骤一般是首先将水溶液(料液)与有机溶剂(或溶液)充分混合，然后利用两相的密度不同静置分相。分出的称为萃余液，有机相称为负载有机相，被萃入到有机相中去的物质称为被萃取物(起富集或分离作用)。
(3)反萃取：被萃取物萃入有机相后，一般需要使其重新返回水相，此时把负载有机相与反萃剂(一般为无机酸或碱的水溶液，也可以是纯水)接触，使被萃取物转入水相，这一过程相当于萃取的逆过程， 故称为反萃取。
(4)萃取示例：分离Fe3＋ 、Al3＋
浓盐酸中，Et2O(乙醚)与H＋形成阳离子：
水合Fe3＋与Cl－形成配阴离子[FeCl4]－
(Al3＋与Cl－生成配离子的能力较弱，Al3＋留在水层)
Et2O·H＋再与[FeCl4]－形成佯盐
(不带电荷，疏水性，溶于乙醚)
分液，移去水层，Al3＋分离出去；
加水，浓盐酸变“稀”，平衡①②③逆向移动，Et2O·H＋·[FeCl4]－，释放出H＋、Cl－，Fe3＋重新水合进入水层蒸馏，实现萃取剂的再生。
经过萃取和反萃取Fe3＋和Al3＋实现分离。
【对点集训】
1.(2020·全国卷Ⅰ)钒具有广泛用途。黏土钒矿中，钒以＋3、＋4、＋5价的化合物存在，还包括钾、镁的铝硅酸盐，以及SiO2、Fe3O4。采用由黏土钒矿制备NH4VO3的工艺流程如图：
该工艺条件下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：
金属离子 Fe3＋ Fe2＋ Al3＋ Mn2＋
开始沉淀pH 1.9 7.0 3.0 8.1
完全沉淀pH 3.2 9.0 4.7 10.1
(1)“中和沉淀”中，钒水解并沉淀为V2O5·xH2O，随滤液②可除去金属离子K＋、Mg2＋、Na＋、____________，以及部分的____________。
(2)“沉淀转溶”中，V2O5·xH2O转化为钒酸盐溶解。滤渣③的主要成分是____________。
(3)“调pH”中有沉淀生成，生成沉淀反应的化学方程式是______________________________________________________________
______________________________________________________________。
(4)“沉钒”中析出NH4VO3晶体时，需要加入过量NH4Cl，其原因是____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
2.实验室以二氧化铈(CeO2)废渣为原料制备Cl－含量少的Ce2(CO3)3，其部分实验过程如下：
(1)“酸浸”时CeO2 与H2O2 反应生成Ce3＋并放出O2，该反应的离子方程式为_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)pH约为7的CeCl3溶液与NH4HCO3溶液反应可生成Ce2(CO3)3沉淀，该沉淀中Cl－含量与加料方式有关。得到含Cl－量较少的Ce2(CO3)3的加料方式为_________________________________(填序号)。
A.将NH4HCO3溶液滴加到CeCl3溶液中
B.将CeCl3溶液滴加到NH4HCO3溶液中
(3)通过中和、萃取、反萃取、沉淀等过程，可制备Cl－含量少的Ce2(CO3)3。已知Ce3＋能被有机萃取剂(简称HA)萃取，其萃取原理可表示为
Ce3＋(水层)＋3HA(有机层)??Ce(A)3(有机层)＋3H＋ (水层)
①加氨水“中和”去除过量盐酸，使溶液接近中性。去除过量盐酸的目的是____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
②反萃取的目的是将有机层Ce3＋转移到水层。使Ce3＋尽可能多地发生上述转移，应选择的实验条件或采取的实验操作有_____________________(填两项)。
③与“反萃取”得到的水溶液比较，过滤Ce2(CO3)3溶液的滤液中，物质的量减小的离子有____________(填化学式)。
题空2 流程中反应条件的控制
【必备知识】
条件控制 答题指导
控制溶 液的pH ①调节溶液的酸碱性，使金属离子形成氢氧化物沉淀析出(或抑制水解) ②“酸作用”还可除去氧化物(膜) ③“碱作用”还可除去油污，除去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅等 ④特定的氧化还原反应需要的酸性条件(或碱性条件)
控制温度 (常用水 浴、冰水浴 或油浴) ①防止副反应的发生 ②使化学平衡移动；控制化学反应的方向 ③控制固体的溶解与结晶 ④控制反应速率；使催化剂达到最大活性 ⑤升温：促进溶液中的气体逸出，使某物质达到沸点挥发 ⑥加热煮沸：促进水解，聚沉后利于过滤分离 ⑦趁热过滤：减少因降温而析出的溶质的量 ⑧降温：防止物质高温分解或挥发；降温(或减压)可以减少能源成本，降低对设备的要求
【对点集训】
1.温度的控制(全国卷)Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备，工艺流程如图：
(1)“酸浸”实验中，铁的浸出率结果如下图所示。由图可知，当铁的浸出率为70%时，所采用的实验条件为_______________________________。
(2)TiO2·xH2O沉淀与双氧水、氨水反应40 min所得实验结果如下表所示：
温度/℃ 30 35 40 45 50
TiO2·xH2O 转化率% 92 95 97 93 88
分析40 ℃时TiO2·xH2O转化率最高的原因
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
2.pH的控制铟(In)作为一种稀有贵金属，广泛应用于很多高新领域。工业上从含铟废渣(主要成分是In3＋、Cl－，还含有少量Bi3＋、Pb2＋、Sn2＋等杂质)中提取粗铟的工艺流程如下图所示：
已知：①该工艺条件下，溶液中有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表：
金属离子 Fe3＋ In3＋ Fe2＋
开始沉淀的pH 2.0 2.9 7.5
完全沉淀(c＝1.0×10－5mol/L)的pH 3.2 5.0 9.7
②氧化性：Fe3＋>Bi3＋>Sn2＋>Fe2＋
回答下列问题：
(1)“中性水洗”时，含铟废渣中金属阳离子转化为氢氧化物或氧化物。Sn2＋转化为SnO的离子方程式是________________，该过程需加入大量水并加热，目的是___________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
(2)“酸浸”时，得到对应的硫酸盐，则“滤渣”的主要成分是________________(填化学式)。
(3)“净化”时，生成Bi的离子方程式是_______________________________
_______________________________________________________________。
(4)“富铟”时，“调pH”应控制的pH范围是________。
命题热点三　获取产品
题空1 获取产品的方法
【对点集训】
1.结晶(全国卷)重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备，铬铁矿的主要成分为FeO·Cr2O3，还含有硅、铝等杂质。制备流程如图：
有关物质的溶解度如下图所示。向“滤液3”中加入适量KCl，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到K2Cr2O7固体。冷却到____________(填标号)得到的K2Cr2O7固体产品最多。
a.80 ℃ b.60 ℃ c.40 ℃ d.10 ℃
步骤⑤的反应类型是____________。
2.电解(全国卷)一种以闪锌矿(ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质)为原料制备金属锌的流程如图：
电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为_________________________________。
3.煅烧(全国卷)Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备，工艺流程如图：
写出“高温煅烧②”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
题空2 有关的计算
【必备知识】
常见计算类型
类型 解题方法
物质含量计算 根据关系式法、得失电子守恒法、滴定法等，求出混合物中某一成分的量，再除以样品的总量，即可得出其含量
确定物质化学式的计算 ①根据题给信息，计算出有关物质的物质的量； ②根据电荷守恒，确定出未知离子的物质的量； ③根据质量守恒，确定出结晶水的物质的量； ④各粒子的物质的量之比即为物质化学式的下标比
多步滴定计算 ①连续滴定法：第一步滴定反应生成的产物，还可以继续参加第二步的滴定。根据第二步滴定的消耗量，可计算出第一步滴定的反应物的量 ②返滴定法：第一步用的滴定剂是过量的，然后第二步再用另一物质返滴定过量的物质。根据第一步加入的量减去第二步中过量的量，即可得出第一步所求物质的物质的量
【对点集训】
某工业生产上用铜镍矿石(主要成分为CuS、NiS、FeS、SiO2及不溶于酸的杂质)制备胆矾CuSO4·5H2O的流程如图：
已知：有机萃取剂HR可萃取Cu2＋，其萃取原理(org为有机相)Cu2＋(aq)＋2HR(org)CuR2(org)＋2H＋(aq)。
回答下列问题：
(1)25 ℃时，“调节pH”后，测得滤液中各离子浓度及相关数据如表所示。(lg2＝0.3)
离子 Fe3＋ Cu2＋ Ni2＋ Fe2＋
浓度/(mol·L－1) 1.0×10－6 5.0 1.2 0
对应氢氧化物的Ksp 6.4×10－38 2.2×10－20 2.0×10－15 8.0×10－16
该滤液的pH为________；加入的Cu(OH)2________(填“已经”或“没有”)完全溶解。
(2)将得到的胆矾产品做热重分析，测得的数据如图所示。
已知：杂质不分解，250 ℃时，胆矾失去所有结晶水。则A点胆矾分解得到的物质为________________(填化学式)；该胆矾产品的纯度为________(保留4位有效数字)。
命题热点四　晶体结构分析
题空1 基态原子的核外电子排布
【必备知识】
基态原子的核外电子排布表示方法
表示方法 举例
电子排布式 Cr：s22s22p63s23p63d54s1
简化表示式 Cu：[Ar]3d104s1
价电子排布式 Fe：3d64s2
电子排布图(或轨道表示式)
【对点集训】
高考题组合练
(1)基态Ti原子的核外电子排布式为___________________________________。
(2)基态硅原子最外层的电子排布图为__________________________________。
(3)基态锰原子的价层电子排布式为____________________________________。
(4)基态Fe原子的价层电子排布式为__________________________________。
(5)基态硫原子价电子排布式为_______________________________________。
题空2 化学式或构成微粒个数比确定
【必备知识】
晶胞中微粒数目的计算方法——均摊法
(1)原则：晶胞任意位置上的一个粒子如果是被n个晶胞所共有，那么这个粒子对每个晶胞的贡献是。
(2)注意：①当晶体结构为六棱柱时，其顶点上的粒子被6 个晶胞共用，每个粒子属于该晶体结构的部分为 ，而不是。
②审题时一定要注意是“分子结构”还是“晶体结构”，若是分子结构，其化学式由图中所有实际存在的原子个数决定，原子个数比可以不约分。
【对点集训】
1.(2023·全国乙卷节选)一种硼镁化合物具有超导性能，晶体结构属于六方晶系，其晶体结构、晶胞沿c轴的投影图如下所示，晶胞中含有________个Mg。该物质化学式为________，B—B最近距离为________。
2.[BrOF2][AsF6]·xKrF2是[BrOF2]＋、[AsF6]－与KrF2分子形成的加合物，其晶胞如下图所示。
[BrOF2][AsF6]·xKrF2加合物中x＝_____________________________________，
晶体中的微粒间作用力有________(填标号)。
a.氢键 b.离子键
c.极性共价键 d.非极性共价键
3.下图是Mg、Ge、O三种元素形成的某化合物的晶胞示意图。
已知化合物中Ge和O的原子个数比为1∶4，图中Z表示____________原子(填元素符号)，该化合物的化学式为______________________________。
题空3 原子分数坐标的确定
【必备知识】
1.原子分数坐标概念
以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称为原子分数坐标。
2.原子分数坐标的表示方法
晶胞中的任意一个原子的中心位置均可用3个分别小于1的数在立体坐标系中表示出来，如图1中位于晶胞原点A(顶点)的原子的坐标为(0，0，0)；B点原子分数坐标为；C点原子分数坐标为；D点原子分数坐标为。
【对点集训】
1.研究发现纳米CeO2可催化O分解。CeO2晶体属立方CaF2型晶体，结构如图所示。
以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中的原子位置，称作原子分数坐标。A离子的坐标为，则B离子的坐标为_______________________。
2.MnS晶胞与NaCl晶胞属于同种类型，如图所示。
以晶胞参数为单位长度建立坐标系，可以表示晶胞中各原子的位置，称为原子坐标。在晶胞坐标系中，a点硫原子坐标为，b点锰原子坐标为，则c点锰原子坐标为___________________________________。
题空4 计算晶体密度的方法
【必备知识】
1.晶体微粒与M、ρ之间的关系
若1个晶胞中含有x个微粒，则1 mol晶胞中含有x mol微粒，其质量为xM g(M为微粒的相对原子质量)；又1个晶胞的质量为ρa3 g(a3为晶胞的体积，a为晶胞边长或微粒间距离)，则1 mol晶胞的质量为ρa3NA g，因此有xM＝ρa3NA。
2.计算晶体密度的方法
【对点集训】
1.(2023·全国甲卷节选)AlF3结构属立方晶系，晶胞如图所示，F－的配位数为________。若晶胞参数为a pm，晶体密度ρ＝________ g·cm－3(列出计算式，阿伏加德罗常数的值为NA)。
2.(2021·全国甲卷节选)我国科学家发明了高选择性的二氧化碳加氢合成甲醇的催化剂，其组成为ZnO/ZrO2固溶体。四方ZrO2晶胞如图所示。Zr4＋离子在晶胞中的配位数是________，晶胞参数为a pm、a pm、c pm，该晶体密度为____________g·cm－3。
题空5 计算晶体中微粒间距离的方法
【必备知识】
【对点集训】
1.(2022·全国甲卷节选)萤石(CaF2)是自然界中常见的含氟矿物，其晶胞结构如图所示，X代表的离子是____________；若该立方晶胞参数为a pm，正负离子的核间距最小为____________pm。
2.XeF2晶体属四方晶系，晶胞参数如图所示，晶胞棱边夹角均为90°，该晶胞中有____________个XeF2分子。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称为原子的分数坐标，如A点原子的分数坐标为(，，)。已知Xe—F键长为r pm，则B点原子的分数坐标为____________；晶胞中A、B间距离d＝____________pm。
【解题建模】
【典例】　某工厂采用辉铋矿(主要成分为Bi2S3，含有FeS2、SiO2杂质)与软锰矿(主要成分为MnO2)联合焙烧法制备BiOCl和MnSO4，工艺流程如下：
已知：①焙烧时过量的MnO2分解为Mn2O3，FeS2转变为Fe2O3；
②金属活动性：Fe>(H)>Bi>Cu；
③相关金属离子形成氢氧化物的pH范围如下：
开始沉淀pH 完全沉淀pH
Fe2＋ 6.5 8.3
Fe3＋ 1.6 2.8
Mn2＋ 8.1 10.1
回答下列问题：
(1)为提高焙烧效率，可采取的措施为________。
a.进一步粉碎矿石
b.鼓入适当过量的空气
c.降低焙烧温度
(2)“酸浸”中过量浓盐酸的作用为：①充分浸出Bi3＋和Mn2＋；②____________________________________________________________________。
(3)滤渣的主要成分为________(填化学式)。
(4)加入金属Bi的目的是___________________________________________。
[思维流程]
1.图解工艺流程
2.解题方法思路
(1)首尾对比：对比分析原料与目标产物之间的关系，比较物质变化和主要元素化合价的变化
(2)主元素跟踪：跟踪主要物质(元素)的转化形式和转化方法，即原料→中间转化物质→目标产物
(3)除杂分析：分析原料中的“杂质”转化除去过程，分析每一步骤的目的以及反应产物、反应过程
(4)综合判断：根据题干信息、流程信息、题中设问信息审题、解题(读完全题再做题)
【分类突破】
微题型1 以物质制备为主体的工艺流程题
1.(2023·广州天河区二模)铬(Cr)广泛应用于冶金、化工、航天等领域。工业上以铬铁矿(主要成分为FeCr2O4，含有少量Al2O3)为原料制备金属铬的工艺流程如图所示：
回答下列问题：
(1)FeCr2O4中Fe为＋2价，Cr的化合价为________，“焙烧”中FeCr2O4反应的化学方程式为__________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)“沉铝”中所得滤渣的成分为________，需控制pH＝6～10的原因为_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(3)“酸化”中反应的离子方程式为___________________________________
__________________________________________________________________，
若该反应的平衡常数K＝4×1014，已知：“酸化”后溶液中c(Cr2O)＝1.6×10－3 mol·L－1，则溶液中c(CrO)＝________ mol·L－1。
(4)氧铬酸钙是一种常见含铬矿石，其立方晶胞如图所示。
①氧铬酸钙的化学式为________。
②1个钙原子与________个氧原子最近且等距离。
③该晶体密度为________ g·cm－3(列出计算式即可。已知Ca和O的最近距离为a nm，NA代表阿伏加德罗常数)
2.(2023·梅州大埔县二模)金属钼在工业和国防建设中有重要的作用，其化合物钼酸钠晶体(Na2MoO4·10H2O)可制造金属缓蚀剂。由钼精矿(主要成分为MoS2，含有少量不反应的杂质)制备钼及钼酸钠晶体的工艺流程如图。回答下列问题：
(1)S位于元素周期表中________区。
(2)焙烧过程中采用“多层逆流(空气从炉底进入，钼精矿经粉碎后从炉顶进入)焙烧”，图1为焙烧时各炉层固体物料的物质的量百分数(φ)。
①“多层逆流焙烧”的优点是____________(任答一点)，x＝________。
②某些生产工艺在焙烧时加入CaCO3会更环保，其原因是____________________________________________________________________
_________________________________________________(用化学方程式表示)。
(3)写出碱浸时发生反应的离子方程式：_______________________________
_________________________________________________________________。
(4)操作3为________，本流程中，金属钼的冶炼方法为________(填字母)。
a.热还原法　b.热分解法　c.电解法　d.物理方法
(5)已知钼酸钠的溶解度曲线如图2所示，要获得钼酸钠晶体Na2MoO4·10H2O的操作2为________、________、过滤、洗涤、烘干。
微题型2 以分离、提纯为主体的工艺流程题
3.(2023·广东六校三校联考)碳酸锶(SrCO3)难溶于水，主要用于电磁材料和金属冶炼。一种由工业碳酸锶(含少量Ba2＋、Ca2＋、Mg2＋、Pb2＋等)制备高纯碳酸锶的工艺流程如下：
已知：①Sr(OH)2为强碱，Cr(OH)3为两性氢氧化物；
②常温下，各物质的溶度积常数如表所示。
化合物 Cr(OH)3 Ca(OH)2 Mg(OH)2 SrCO3
Ksp近似值 1×10－31 5.5×10－6 1.8×10－11 5.6×10－10
回答下列问题：
(1)气体A的电子式为______________________________________________。
(2)“酸化”步骤发生如下反应：2CrO＋2H＋??Cr2O＋H2O，则“还原”时发生反应的离子方程式为_______________________________________________。
(3)滤渣1的主要成分为________，滤渣2的主要成分为________(填化学式)。
(4)用氨水和NaOH分步调节pH，而不直接用NaOH调节溶液的pH≈13的原因是________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
(5)“碳化”时，反应Sr2＋(aq)＋2HCO(aq)??SrCO3(s)＋H2CO3(aq)的化学平衡常数K的计算关系式为________(用相关平衡常数表达，已知碳酸的电离常数为Ka1、Ka2)。
(6)上述流程合成的碳酸锶与TiO2在高温下反应，可以制得高温超导基片材料SrTiO3，SrTiO3的立方晶胞结构如图所示，其中Ti处在体心位置，Sr与Ti的最近距离为a nm，已知SrTiO3的相对分子质量为M，阿伏加德罗常数的值为NA，则SrTiO3晶体的密度为________ g/cm3(列出M、NA、a相关的算式即可)。
微题型3 与实验融合的工艺流程题
4.氯化铁是重要的化工原料。针对氯化铁的实验室制备方法，回答下列问题：
Ⅰ.FeCl3·6H2O的制备
制备流程图如下：
(1)将废铁屑分批加入稀盐酸中，至盐酸反应完全。判断反应完全的现象为___________________________________________________________________。
含有少量铜的废铁屑比纯铁屑反应快，原因为____________________________
___________________________________________________________________。
(2)操作①所必需的玻璃仪器中，除烧杯外还有____________。
(3)检验FeCl3溶液中是否残留Fe2＋的试剂是____________。
(4)为增大FeCl3溶液的浓度，向稀FeCl3溶液中加入纯Fe粉后通入Cl2。此过程中发生的主要反应的离子方程式为_____________________________________
_________________________________________________________________。
(5)操作②为_______________________________________________________。
Ⅱ.由FeCl3·6H2O制备无水FeCl3
将FeCl3·6H2O与液体SOCl2混合并加热，制得无水FeCl3。已知SOCl2沸点为77 ℃，反应方程式为：FeCl3·6H2O＋6SOCl2FeCl3＋6SO2↑＋12HCl↑，装置如下图所示(夹持和加热装置略)。
(6)仪器A的名称为____________，其作用为____________。NaOH溶液的作用是___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(7)干燥管中无水CaCl2不能换成碱石灰，原因是
___________________________________________________________________。
(8)由下列结晶水合物制备无水盐，适宜使用上述方法的是____________(填序号)。
a.ZnCl2·H2O
b.CuSO4·5H2O
c.Na2S2O3·5H2O
综合题突破一　工艺流程与物质结构综合题
真题导航·明确考向
1.答案　(1)MgO＋H2O===Mg(OH)2　(2)＞
(3)2Co(OH)3＋12NH3·H2O＋SO===2[Co(NH3)6]2＋＋SO＋13H2O＋4OH－或2Co(OH)3＋8NH3·H2O＋4NH＋SO===2[Co(NH3)6]2＋＋SO＋13H2O
(4)①晶体　②减少胶状物质对镍钴氢氧化物的包裹，增加了滤泥与氨性溶液的接触面积
(5)①HCl　②体心　12
(6)①0.4或2∶5　②MgO
解析　硝酸浸取液(含Ni2＋、Co2＋、Al3＋、Mg2＋)中加入活性氧化镁调节溶液pH值，过滤，得到滤液主要是硝酸镁，结晶纯化得到硝酸镁晶体，再热解得到氧化镁和硝酸。滤泥加入氨性溶液氨浸，过滤，向滤液中进行镍钴分离，经过一系列操作得到氯化钴和饱和氯化镍溶液，向饱和氯化镍溶液中加入氯化氢气体得到氯化镍晶体。(1)活性MgO可与水反应，化学方程式为MgO＋H2O===Mg(OH)2。(2)常温下，pH＝9.9的氨性溶液中，lgKb(NH3·H2O)＝－4.7，Kb(NH3·H2O)＝10－4.7＝，＝＝＝10－0.6<1，则c(NH3·H2O)＞c(NH)。(3)“氨浸”时，Co(OH)3与亚硫酸根发生氧化还原反应，再与氨水反应生成[Co(NH3)6]2＋，则由Co(OH)3转化为[Co(NH3)6]2＋的离子方程式为2Co(OH)3＋12NH3·H2O＋SO===2[Co(NH3)6]2＋＋SO＋13H2O＋4OH－或2Co(OH)3＋8NH3·H2O＋4NH＋SO===2[Co(NH3)6]2＋＋SO＋13H2O。(4)①X射线衍射图谱中，出现了NH4Al(OH)2CO3的明锐衍射峰，则NH4Al(OH)2CO3属于晶体；②根据题意(NH4)2CO3会使滤泥中的一种胶状物质转化为疏松分布的棒状颗粒物，则(NH4)2CO3能提高Ni、Co的浸取速率，其原因是减少胶状物质对镍钴氢氧化物的包裹，增加了滤泥与氨性溶液的接触面积。(5)①“析晶”过程中为了防止Ni2＋水解，因此通入的酸性气体A为HCl；②由CoCl2可制备AlxCoOy晶体，其立方晶胞如图。x、y为整数，根据图中信息Co、Al原子都只有一个，而氧(白色)原子有3个，Al与O最小间距大于Co与O最小间距，则Al在顶点，因此Co在晶胞中的位置为体心；晶体中一个Al周围与其最近的O原子，以顶点Al分析，面心的氧原子一个横截面有4个，三个横截面共12个，因此晶体中一个Al周围与其最近的O的个数为12。(6)①“结晶纯化”过程中，没有引入新物质。晶体A含6个结晶水，则晶体A为Mg(NO3)2·6H2O，根据Mg(NO3)2＋2H2O??Mg(OH)2＋2HNO3，Mg(OH)2MgO＋H2O，还剩余5个水分子，因此所得HNO3溶液中n(HNO3)与n(H2O)的比值理论上最高为2∶5；②根据前面分析Mg(NO3)2＋2H2O??Mg(OH)2＋2HNO3，Mg(OH)2MgO＋H2O，“热解”对于从矿石提取Ni、Co工艺的意义，在于可重复利用HNO3和MgO。
2.答案　(1)Fe2＋　(2)4.7≤pH<6.2　Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓　(3)4.0×10－4　(4)①加热搅拌可加快反应速率　②冷却结晶　(5)MgSO4　(6)①15　②O2＋4e－＋2H2O===4OH－
解析　由流程可知，该类矿(含铁、铝等元素)加入酸化MgSO4溶液浸取，得到的浸取液中含有RE3＋、Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋、Al3＋、SO等离子，经氧化调pH使Fe3＋、Al3＋形成沉淀，经过滤除去，滤液1中含有RE3＋、Mg2＋、SO等离子，加入月桂酸钠，使RE3＋形成(C11H23COO)3RE沉淀，滤液2主要含有MgSO4溶液，可循环利用，滤饼加盐酸，经加热搅拌溶解后，再冷却结晶，析出月桂酸，再固液分离得到RECl3溶液。(1)由分析可知，“氧化调pH”的目的是除去含铁、铝等元素的离子，需要将Fe2＋氧化为Fe3＋，以便后续除杂，所以化合价有变化的金属离子是Fe2＋。(2)由表中数据可知，Al3＋沉淀完全的pH为4.7，而RE3＋开始沉淀的pH为6.2，所以为保证Fe3＋、Al3＋沉淀完全，且RE3＋不沉淀，要用NaOH溶液调pH至4.7≤pH<6.2的范围内，该过程中Al3＋发生反应的离子方程式为Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓。(3)滤液2中Mg2＋浓度为2.7 g·L－1，即0.112 5 mol·L－1，根据Ksp[(C11H23COO)2Mg]＝c(Mg2＋)·c2(C11H23COO－)，若要加入月桂酸钠后只生成(C11H23COO)3RE，而不产生(C11H23COO)2Mg，则c(C11H23COO－)<＝mol·L－1＝4.0×10－4 mol·L－1。(4)②“操作X”的结果是分离出月桂酸，由信息可知，月桂酸(C11H23COOH)的熔点为44 ℃，故“操作X”的过程为先冷却结晶，再固液分离。(6)①YCl3中Y为＋3价，PtCl4中Pt为＋4价，而Pt3Y中金属均为0价，所以还原YCl3和PtCl4熔融盐制备Pt3Y时，生成1 mol Pt3Y转移15 mol电子。②碱性溶液中，氢氧燃料电池正极发生还原反应，发生的电极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－。
化整为零·逐点突破
命题热点一
题空1
对点集训
1.答案　(1)选取细小颗粒，增大反应物接触面积，提高酸浸反应速率　H2SO4
(2)①2ZnS＋3O22ZnO＋2SO2　②PbSO4
2.答案　(1)Ⅰ.加快酸浸和氧化反应速率(促进氧化完全)
Ⅱ.Fe2＋
(2)除去油脂、溶解铝及其氧化物　AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓
(3)NH3＋NH4HCO3===(NH4)2CO3　Fe2O3、Al2O3、SiO2
解析　硫酸铵溶液中存在平衡：NH＋H2O??NH3·H2O＋H＋，硼酸镁能与水解出的H＋反应，促进平衡向右移动，生成的一水合氨浓度增大，因溶液中存在平衡NH3·H2O??NH3＋H2O，一水合氨浓度增大，促进NH3·H2O分解产生NH3。用NH4HCO3溶液吸收氨气，发生的反应为NH4HCO3＋NH3===(NH4)2CO3。二氧化硅、氧化铁、氧化铝不溶于硫酸铵溶液，滤渣1的主要成分是二氧化硅、氧化铁、氧化铝。
题空2
对点集训
答案　(1)Fe3＋、Al3＋、Mg2＋
(2)硫酸　SiO2　CaSO4
(3)(NH4)2SO4
解析　(1)由题表中Fe3＋、Al3＋、Mg2＋完全沉淀时的pH分别为3.2、4.7、11.1可知，用氨水逐步调节pH至11.6的过程中，依次析出的金属离子是Fe3＋、Al3＋、Mg2＋。(2)“水浸渣”在160 ℃“酸溶”，为了尽可能减少酸溶液的挥发而造成不必要的损失且保证TiO2可以完全溶解，故最好选择硫酸；SiO2不溶于硫酸，“焙烧”生成CaSO4固体，故“酸溶”后所得“酸溶渣”的成分为SiO2、CaSO4。(3)母液①的主要成分为硫酸铵和氨水，母液②的主要成分为硫酸，混合后吸收尾气NH3，经处理可得到(NH4)2SO4，循环利用。
题空3
对点集训
1.答案　Mn2＋＋2HCO===MnCO3↓＋CO2↑＋H2O
解析　“沉锰”时Mn2＋与HCO反应生成MnCO3并放出CO2，由此可写出离子方程式。
2.答案　(1)①2AgI＋Fe===2Ag＋Fe2＋＋2I－
AgNO3　②FeI2＋Cl2===I2＋FeCl2
(2)2IO＋5HSO===I2＋5SO＋H2O＋3H＋
解析　(1)①由流程分析可知，加入Fe粉进行转化反应的离子方程式是2AgI＋Fe===2Ag＋Fe2＋＋2I－；生成的沉淀为Ag，Ag与HNO3反应生成AgNO3，AgNO3可以循环使用。②由于还原性：I－>Fe2＋，故通入Cl2的过程中，若氧化产物只有一种，该产物应是I2，此时反应的化学方程式是FeI2＋Cl2===I2＋FeCl2。(2)NaIO3具有氧化性，NaHSO3具有还原性，二者发生氧化还原反应生成NaI和Na2SO4，反应的离子方程式是IO＋3HSO===3SO＋I－＋3H＋；NaI和NaIO3在酸性条件下，继续发生氧化还原反应生成I2，反应的离子方程式是5I－＋IO＋6H＋===3I2＋3H2O，故制备I2的总反应的离子方程式是2IO＋5HSO===I2＋5SO＋H2 O＋3H＋。
命题热点二
题空1
对点集训
1.答案　(1)Mn2＋　Fe3＋、Al3＋
(2)Fe(OH)3
(3)NaAlO2＋HCl＋H2O===NaCl＋Al(OH)3↓或
Na[Al(OH)4]＋HCl===NaCl＋Al(OH)3↓＋H2O
(4)利用同离子效应，促进NH4VO3尽可能析出完全
解析　(1)根据表格中数据知，pH在3.0～3.1时，铁离子接近沉淀完全，少量铁离子随滤液②除去，Al3＋部分沉淀，大量铝离子随滤液②除去，K＋、Mg2＋、Na＋、Mn2＋随滤液②除去。(2)在pH>13的强碱性溶液中，V2O5·xH2O转化为钒酸盐而溶解，Al(OH)3转化为NaAl(OH)4而溶解，Fe(OH)3不溶，故滤渣③的主要成分是Fe(OH)3。(3)pH＝8.5时铝元素沉淀，故“调pH”时生成氢氧化铝沉淀，反应的化学方程式为Na[Al(OH)4]＋HCl===Al(OH)3↓＋NaCl＋H2O。(4)“沉钒”时要使NH4VO3尽可能析出完全，利用同离子效应，加入过量NH4Cl可达到此目的。
2.答案　(1)2CeO2＋H2O2＋6H＋===2Ce3＋＋O2↑＋4H2O
(2)B　(3)①降低溶液中氢离子的浓度，促进平衡正移，增大Ce3＋的萃取率　②酸性条件，多次萃取　③Ce3＋
解析　首先用稀盐酸和过氧化氢溶液酸浸二氧化铈废渣，得到三价铈，加入氨水调节pH后用萃取剂萃取其中的三价铈，增大三价铈浓度，之后加入稀硝酸反萃取其中的三价铈，再加入氨水和碳酸氢铵制备产物，以此解题。(1)根据信息反应物为CeO2 与H2O2，产物为Ce3＋和O2，根据电荷守恒和元素守恒可知其离子方程式为：2CeO2＋H2O2＋6H＋===2Ce3＋＋O2↑＋4H2O；(2)反应过程中保持CeCl3少量即可得到含Cl－量较少的Ce2(CO3)3，故选B；(3)①降低溶液中氢离子的浓度，促进平衡正移，增大Ce3＋的萃取率；②根据萃取原理可知，应选择的实验条件是酸性条件，为了使Ce3＋尽可能多地发生上述转移，可以采用多次萃取；③“反萃取”得到的水溶液中含有浓度较大的Ce3＋，过滤后溶液中Ce3＋离子浓度较小。
题空2
对点集训
1.答案　(1)100 ℃、2 h，90 ℃、5 h
(2)低于40 ℃，TiO2·xH2O转化反应速率随温度升高而增加；超过40 ℃，双氧水分解与氨气逸出导致TiO2·xH2O转化反应速率下降
2.答案　(1)Sn2＋＋H2O??SnO＋2H＋　Sn2＋与H2O的反应属于吸热反应，加热促使Sn2＋转化为SnO；加水促进Sn2＋水解
(2)PbSO4　(3)2Bi3＋＋3Fe===2Bi＋3Fe2＋　 (4)5.0≤pH<7.5
解析　含铟废渣(主要成分是In3＋、Cl－，还含有少量Bi3＋、Pb2＋、Sn2＋等杂质)，“中性水洗”时，含铟废渣中金属阳离子转化为氢氧化物或氧化物，加稀硫酸溶解，Pb2＋转化成硫酸铅除去，浸出液中含有Sn2＋、Bi3＋、In3＋等阳离子，加入铁粉，置换出Bi和Sn单质，调节溶液pH，使In3＋沉淀，过滤得到的沉渣中主要含有In(OH)3，用稀硫酸溶解，得到In3＋，再用Zn置换出In制得粗铟。(1)“中性水洗”时，Sn2＋水解生成SnO，反应的离子方程式为Sn2＋＋H2O??SnO＋2H＋，Sn2＋水解吸收热量，因此该过程需加入大量水并加热，目的是加热促使Sn2＋转化为SnO，同时加水促进Sn2＋水解；(2)由上述分析可知，加稀硫酸溶解，Pb2＋转化成硫酸铅，因此“滤渣”的主要成分PbSO4；(3)净化时加入铁粉，置换出Bi和Sn单质，生成Bi的离子方程式为2Bi3＋＋3Fe===2Bi＋3Fe2＋；(4)“富铟”时需要使In3＋完全沉淀同时Fe2＋不能沉淀，因此需要调节pH范围为5.0≤pH<7.5。
命题热点三
题空1
对点集训
1.答案　d　复分解反应
2.答案　Zn2＋＋2e－===Zn
3.答案　2FePO4 ＋ Li2CO3＋ H2C2O42LiFePO4＋ H2O↑＋ 3CO2↑
题空2
对点集训
答案　(1)3.6　已经　(2)CuSO4·3H2O　96.53%
解析　(1)由题中表格数据可知，25 ℃时，“调节pH”后，测得滤液中c(Fe3＋)＝1.0×10－6 mol/L，c(Cu2＋)＝5.0 mol/L，因为Ksp[Fe(OH)3]＝ 6.4×10－38，所以c(Fe3＋)×c3(OH－)＝Ksp[Fe(OH)3]，则c(OH－)＝＝＝4×10－11 mol/L，c(H＋)＝＝＝×10－3mol/L，pH＝3＋lg4＝3＋2lg2＝3.6；又c(Cu2＋)×c2(OH－)＝5×(4×10－11)2＝8×10－21＜Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20，所以Cu(OH)2已经完全溶解。(2)由题中信息和图示可知，杂质不分解，250 ℃时，胆矾失去所有结晶水，此时失重率为34.75%，设产品总质量为m克，该胆矾产品的纯度为x，则
，
解之x＝＝96.53%；A点时，失重率为13.90%，设A点胆矾分解得到的物质为CuSO4·yH2O，则
，
所以250×13.90%＝18(5－y)×96.53%，解之y＝3，所以A点胆矾分解得到的物质为CuSO4·3H2O。
命题热点四
题空1
对点集训
答案　(1)1s22s22p63s23p63d24s2　(2)　(3)3d54s2　(4)3d64s2　(5)3s23p4
题空2
对点集训
1.答案　3　MgB2　a
解析　由硼镁化合物的晶体结构可知Mg位于正六棱柱的顶点和面心，由均摊法可以求出正六棱柱中含有12×＋2×＝3个Mg，由晶胞沿c轴的投影图可知本题所给晶体结构包含三个晶胞，则晶胞中Mg的个数为1；晶体结构中B在正六棱柱体内，共6个，则该物质的化学式为MgB2；由晶胞沿c轴的投影图可知，B原子在图中两个正三角形的重心，该点到顶点的距离是该点到对边中点距离的2倍，顶点到对边的垂线长度为a，因此B—B最近距离为a××2＝a。
2.答案　2　bc
3.答案　O　Mg2GeO4
题空3
对点集训
1.答案　
2.答案　
题空4
对点集训
1.答案　2　
解析　由AlF3的晶胞结构可知，其中含黑色球的个数为12×＝3，白色球的个数为8×＝1，则黑色的球为F－，距F－最近且等距的Al3＋有2个，则F－的配位数为2。若晶胞参数为a pm，则晶胞的体积为a3×10－30 cm3，晶胞的质量为，则其晶体密度ρ＝ g·cm－3。
2.答案　8　
解析　以ZrO2晶胞结构的上面面心的Zr4＋为研究对象，将晶体结构向上由1个晶胞延长为2个晶胞，可观察到与该Zr4＋距离最近的O2－有8个，则Zr4＋的配位数为8。该晶胞中含8个O2－，Zr4＋个数为8×＋6×＝4(个)，则1个晶胞的质量为 g，1个晶胞的体积为a2c×10－30 cm3，则该晶体的密度为 g·cm－3。
题空5
对点集训
1.答案　Ca2＋　a
解析　根据萤石晶胞结构，X离子分布在晶胞的顶点和面心上，则1个晶胞中X离子共有8×＋6×＝4个，Y离子分布在晶胞内部，则1个晶胞中共有8个Y离子，因此该晶胞的化学式应为XY2，结合萤石的化学式可知，X为Ca2＋；根据晶胞，将晶胞分成8个相等的小正方体，仔细观察CaF2的晶胞结构不难发现F－位于晶胞中8个小立方体的体心，小立方体边长为a，体对角线为a，Ca2＋与F－之间距离就是小晶胞体对角线的一半，因此晶体中正负离子的核间距最小为a pm。
2.答案　2　(0，0，)　
解析　图中大球的个数为8×＋1＝2，小球的个数为8×＋2＝4，根据XeF2的原子个数比知大球是Xe原子，小球是F原子，该晶胞中有2个XeF2分子；由A点坐标知该原子位于晶胞的中心，且每个坐标系的单位长度都记为1，B点在棱的处，其坐标为(0，0，)；图中y是底面对角线的一半，y＝a，x＝－r，所以d＝＝ pm。

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